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先端パッケージとチップレット

公開日：作成者：hysd（SemiCompass運営者）

このページの目次
  1. 要旨
  2. 市場の動き
  3. バリューチェーン
  4. 日本企業の位置
  5. 論点と今後の注目点
  6. 関係する工程・用語・学ぶ
  7. 出典

要旨

  • AI向けの半導体では、複数のチップを1つのパッケージにまとめる先端パッケージが広がっている。国際的な業界団体のSEMIは、組立・パッケージングの装置の販売額が、2026年に前の年より9.6%増えて67億ドルになり、2028年に86億ドルに達すると予測する[1]。
  • 課題の中心は、チップを並べる中継の基板（インターポーザー）の大型化である。300ミリメートルのウェーハからは大きなインターポーザーが4個しか取れないが、510×515ミリメートルの角形のパネルなら24個取れる[4]。
  • 日本では、レゾナックが国内外の27社と共同の開発の枠組み「JOINT3」を立ち上げ、Rapidusも600ミリメートル角のパネルを使う配線の層の試作に成功した[3][5]。日本企業は、材料、露光、装置、設計で関わる。

市場の動き

SEMIの2026年7月の予測では、後工程の装置の販売が伸びる。組立・パッケージングの装置は、2025年に前の年より20.8%増え、2026年は9.6%増の67億ドル、2028年には86億ドルになる見込みである（図1）[1]。試験の装置は、2025年に55.3%増え、2026年は31.0%増の153億ドル、2028年には208億ドルになる見込みである[1]。SEMIは、伸びの理由として、AIに関わる需要、先端のパッケージや異なる種類のチップを組み合わせるパッケージの採用、AIとHBM（広帯域メモリ）に求められる性能と信頼性の厳しさを挙げる[1]。

フランスの調査会社Yoleグループは、先端パッケージの市場が2030年に794億ドルになると見ている[7]。分野別では、通信とインフラの分野が2024〜2030年の伸びが14.9%で最も高く、その理由に、AIのアクセラレータ、GPU、クラウドとデータセンターの需要、チップレットを使う設計を挙げる[7]。

チップレットは、大きな回路を機能ごとの小さなチップに分けて作り、1つのパッケージの中で組み合わせて1つの製品として動かす方式である。機能ごとに合った製造の技術を選べ、小さなチップは不良の影響を受けにくい。この方式が広がるほど、チップどうしをつなぐパッケージの技術の重みが増す。パッケージは、チップを守って基板につなぐ部品から、製品の性能を決める部分の1つに変わりつつある。

図1 後工程の装置の世界の販売額の予測

単位：億ドル。期間：2026年と2028年（予測）。マウスを重ねなくても、棒や点を選ぶ（タップ、クリック、キーボード）と数値が出ます。

  • 組立・パッケージングの装置
  • 試験の装置
010020030026予28予組立・パッケージングの装置 86試験の装置 20801002003002026年予測2028年予測組立・パッケージングの装置 86試験の装置 208

2026年と2028年は、SEMIの予測です。SEMIの発表には、2027年の値はありません。

表で見る
期組立・パッケージングの装置（億ドル）試験の装置（億ドル）
2026年（予測）67153
2028年（予測）86208

出典：Global Semiconductor Equipment Sales Forecast to Reach a Record $229 Billion in 2028、SEMI。確認

バリューチェーン

先端パッケージでは、チップを作る前の工程と、組み立てる後の工程の間に、新しい段階が加わる（図2）。演算のチップとメモリを並べ、細かい配線でつなぐ中継の基板（インターポーザー）を作る段階である。インターポーザーをパッケージの基板に載せ、最後に試験して完成する。

TSMCの先端パッケージ「CoWoS」は、この形の代表である。CoWoSは2012年に量産を始め、当初はシリコンのインターポーザーを使った。シリコンのインターポーザーの大きさは、回路を一度に焼き付ける範囲の3.3倍、約2,700平方ミリメートルまでである[2]。より大きくするため、TSMCは、樹脂と銅で配線の層（RDL）を作る形を2023年に、小さなシリコンの部品を埋め込む形を2024年に量産に移した[2]。CoWoSの用途は、GPUやAIのアクセラレータなどの高性能の計算である。これまでに使われた製品には、NVIDIAのGPUのほか、富士通のプロセッサ「A64FX」も含まれる[2]。

インターポーザーの大型化は、作り方の変化を促す。AI向けの半導体では、載せるチップの数が増え、インターポーザーが大きくなる。レゾナックによると、300ミリメートルのウェーハからは、約73×108ミリメートルのインターポーザーが4個しか取れず、歩留まりも悪い。510×515ミリメートルのパネルなら、1枚から24個取れる[4]。一方で、パネルにすると、反りが大きくなる、位置を合わせる精度を保ちにくい、樹脂を面の中で均一に塗りにくい、といった課題がある[4]。この課題を解くため、材料、装置、設計の企業が組んで開発する場として、JOINT3が作られた[4]。

図2 チップレットを1つのパッケージにまとめるまで（模式図）

  1. 1. チップレット大きな回路を、機能ごとの小さなチップに分けて作る
  2. 2. インターポーザーに並べるチップとメモリを中継の基板に並べ、細かい配線でつなぐ
  3. 3. パッケージの基板に載せるインターポーザーを基板に載せ、試験して完成する
  4. 4. ウェーハとパネル大きなインターポーザーは、ウェーハから4個、パネルから24個取れる
図：機能ごとに分けて作ったチップを中継の基板（インターポーザー）の上に並べてつなぎ、パッケージの基板に載せる。インターポーザーが大きくなると、円いウェーハより角形のパネルの方が多く取れる。寸法は簡単にした模式図、本サイトで作成

日本企業の位置

JOINT3は、レゾナックが中心となり、国内外の27社が参加する。総事業費は260億円、期間は5年の予定で、東京エレクトロン、ウシオ電機、米国のシノプシス、シンガポールのASMPTなどが加わる[3]。茨城県結城市のレゾナックの下館事業所に開発の拠点を設け、2026年に試作のラインを動かす予定である[4]。2021年に日本企業14社で作った前の枠組み「JOINT2」の技術を土台にする[3]。

材料では、レゾナックが、高い解像度の感光性のフィルムで、有機のインターポーザーの細かい銅の配線を作る[8]。京セラは、チップレット向けのセラミックを芯にした基板や、大型で層の多い有機のパッケージを開発している[9]。

配線を描く露光の装置では、SCREENホールディングスが先端パッケージ向けの直接描画の露光装置「DW-3100」を開発した[10]。ニコンも、先端パッケージ向けに、大型の基板に対応するデジタルの露光装置を開発している[11]。東京エレクトロンは、前の工程の装置に加えて、先端パッケージ向けの装置も手がける[13]。設計では、ソシオネクストが、チップレットや先端パッケージに対応した設計に取り組む[12]。

作る側では、Rapidusが、600ミリメートル角のパネルを使ったRDLのインターポーザーの試作に成功し、2028年度に先端パッケージの量産を始める計画である[5]。千歳の拠点で、前の工程と後の工程を一貫して手がける形を目指す[5]。

このページに載せる企業

先端パッケージやチップレットに使う材料・基板、露光や組み立ての装置、設計に関わることを、公開資料で確かめられる企業を載せる。共同の開発の枠組みJOINT3の参加企業も含める。

チップレットの設計設計・回路設計（設計ツールを含む）

  • ソシオネクスト

    チップレットや先端パッケージに対応した設計に取り組む。[12]

  • シノプシス米国

    設計のツールの企業として、JOINT3に参加する。[3]

インターポーザーと基板の材料後工程・先端パッケージ

  • レゾナック・ホールディングス

    感光性のフィルムで有機のインターポーザーの細かい配線を作る。JOINT3の中心となる。[3][8]

  • 京セラ

    チップレット向けのセラミックを芯にした基板や、大型で層の多い有機のパッケージを開発する。[9]

配線を描く露光と組み立ての装置後工程・先端パッケージ

先端パッケージを作る企業

  • Rapidus日本

    600ミリメートル角のパネルを使う配線の層を試作し、2028年度に先端パッケージの量産を始める計画である。[5]

  • TSMC台湾

    先端パッケージ「CoWoS」を手がけ、樹脂と銅の配線の層を使う形にも広げた。[2]

掲載企業は工程ごとに証券コードの順です。掲載の基準は編集方針にあります。

論点と今後の注目点

発表元の見方

SEMIは、AIに関わる需要と、先端のパッケージの採用が、後工程の装置の伸びを支えると見ている[1]。

Yoleグループは、業界の取り組みが、チップレットの規格をそろえる方向に向かっていると指摘する。規格がそろえば、採用が広がり、各社の投資の負担も軽くなるとの見方である[6]。

JOINT3は、国の助成を受けず、市場の動きに合わせて開発の目標を決め、直し、事業の獲得を主な目的とする[3]。

本サイトの見方

SemiCompassの見方です。投資の判断の材料ではありません。

1つ目の論点は、ウェーハからパネルへの移行の時期である。パネルは取れる数で有利だが、反りや位置合わせの課題がある。試作のラインの評価の結果と、実際の製品への採用の発表が、移行の速さを決める。パネルの大きさがそろわなければ、装置と材料の企業は複数の大きさに対応する負担を負う。TSMCのRDLの形のように、ウェーハのままで大型化を進める道もある[2]。ウェーハの形とパネルの形が、当面は並んで使われる可能性もあり、装置と材料の企業は両方への備えを求められる。

2つ目の論点は、日本の共同の開発の形である。JOINT3は、材料の企業が中心となり、装置と設計の企業を海外からも集めた。国の助成に頼らず事業の獲得を目指す点は、前の枠組みと違う。参加企業の製品が、どの顧客の量産のラインに入るかが、成果を測る目安になる。

3つ目の論点は、前の工程と後の工程の境目が薄れることである。TSMCは前の工程の会社だが、先端パッケージも手がける。Rapidusも前後の工程の一貫を目指す。日本では、東京エレクトロンのような前の工程の装置の会社も、先端パッケージ向けの装置を手がける。後の工程の装置と材料の企業にとっては、取引先と競争相手の顔ぶれが変わる可能性がある。

4つ目の論点は、規格である。チップレットを異なる会社の間で組み合わせるには、チップどうしをつなぐ決まりをそろえる必要がある。規格がそろうほど、設計の会社が使えるチップの選択肢が広がる。日本の設計の会社と後の工程の会社にとって、規格づくりへの関わり方が問われる。

  • 工程先端パッケージ複数のチップを積み重ねたり並べたりして、高密度につなぐ工程。
  • 工程回路設計（設計ツールを含む）半導体の回路を設計し、製造に使う設計データを作る工程。
  • 用語チップレット機能ごとに分けて作った小さなチップを、一つのパッケージ内で組み合わせて一つの製品として動かす方式。
  • 用語インターポーザチップと基板の間に挟み、配線を引き回して複数のチップをつなぐ、中継の板である。
  • 用語バンプチップの電極の上に作る、小さな金属の突起である。基板などとの接続に使う。
  • 用語TSVチップを厚さ方向に貫く電極で、積み重ねたチップどうしを短い距離でつなぐ。
  • 学ぶ並べて、重ねる：先端パッケージ複数のチップを一つのパッケージの中で並べたり重ねたりして、一つの製品として働かせる先端パッケージの考え方を説明する。チップの間をつなぐ細かい配線の層、チップを縦に貫く電極、細かい接続の方法と、熱や検査の課題を扱う。
  • 学ぶトランジスタをつなぐ：配線と多層配線チップの中の非常に多くのトランジスタをつなぐ配線が、何層にも重ねて作られる仕組みを説明する。溝を掘って銅を埋め込み、表面を磨いて平らにする作り方、配線の間の絶縁膜、層どうしをつなぐ穴と、細い配線の課題を扱う。

このページは、公開資料にもとづいて関係する企業を整理したものです。特定の企業の株式の売買を勧めるものではありません。詳しくは免責事項をご覧ください。

出典

  1. Global Semiconductor Equipment Sales Forecast to Reach a Record $229 Billion in 2028, SEMI ReportsSEMI公表日：確認日：
  2. CoWoSTSMC確認日：
  3. NEDOの手を離れ本格ビジネスへ レゾナックが27社参画の「JOINT3」設立：大型有機インターポーザー開発加速EE Times Japan公表日：確認日：
  4. NEDOの手を離れ本格ビジネスへ レゾナックが27社参画の「JOINT3」設立（2ページ目）EE Times Japan公表日：確認日：
  5. 経産省、Rapidusへの4000億円追加出資計画を明かす：2nm量産に向け自己資本強化EE Times Japan公表日：確認日：
  6. Status of the Advanced Packaging Industry 2025Yole Group確認日：
  7. Advanced Packaging Market Set to Reach $79.4B by 2030Microwave Journal（Yole Groupの発表）公表日：確認日：
  8. 有価証券報告書（2025年12月期）レゾナック・ホールディングス公表日：確認日：
  9. 有価証券報告書（2026年3月期）京セラ公表日：確認日：
  10. 有価証券報告書（2026年3月期）SCREENホールディングス公表日：確認日：
  11. 有価証券報告書（2026年3月期）ニコン公表日：確認日：
  12. 有価証券報告書（2026年3月期）ソシオネクスト公表日：確認日：
  13. 有価証券報告書（2026年3月期）東京エレクトロン公表日：確認日：